中新網西昌10月25日電 題:“嫦娥”奔月:西昌衛(wèi)星發(fā)射中心架天梯
作者 胡建兵 徐貞宇
公元2007年10月24日晚,中國西昌衛(wèi)星發(fā)射中心,長征三號甲火箭再一次拔地而起,直刺蒼穹。中國探月工程的首顆衛(wèi)星——“嫦娥一號”從這里奔向月球。
繞月探測工程啟動三年多來,該中心緊緊圍繞“實現繞月探測工程首發(fā)成功”的工程總目標和“精心組織、保障到位、測試規(guī)范、確保安全”的具體要求,中心在組織計劃、靶場改造、體系完備、各系統(tǒng)保障、人員訓練和人才隊伍建設等方面做了大量準備工作。
先進測試發(fā)射設備和手段形成完整體系
2004年以來,西昌衛(wèi)星發(fā)射中心大規(guī)模開展以信息化建設、質量建設和人才建設為核心的“三項基礎性”建設,并瞄準發(fā)射任務需求,實施了上百項發(fā)射場技術改造項目。對崗位設置進行優(yōu)化,將原有774個任務崗位優(yōu)化為545個,按照有梯次、有替代、有備份的原則,形成了具備獨立完成任務能力的兩套人馬。目前,中心12.2%的技術干部能夠勝任3至4個崗位,28.7%能夠勝任2個崗位,90年代畢業(yè)的技術干部已經成為中心各系統(tǒng)、各專業(yè)的學術技術帶頭人,2000年以后畢業(yè)的大學生干部成長為科研試驗任務的主力軍。
建成了試驗任務IP專網、遠距離測發(fā)指揮監(jiān)控系統(tǒng)、測控指揮監(jiān)視可視化系統(tǒng),測控系統(tǒng)的設備也進行了改造和部分更新換代,發(fā)射場信息化建設取得重大進展。
目前,中心已具備兩星兩箭并行測試能力,同時建成了火箭測試發(fā)射指揮監(jiān)控網,覆蓋火箭、衛(wèi)星和地面勤務等7個分系統(tǒng),實現了火箭、衛(wèi)星的遠距離測試發(fā)射控制,綜合發(fā)射試驗能力不斷攀升,為繞月探測衛(wèi)星發(fā)射提供了有力保障。
各類防護措施確保操作質量和發(fā)射安全
科研人員認真學習運用現代質量管理理論和模式,全面系統(tǒng)總結中心執(zhí)行40多次發(fā)射任務的經驗教訓,首家引進ISO9001質量管理體系認證,組織領導層、系統(tǒng)指揮員、崗位操作手近千人,按照國標要求進行質量管理體系建設,并在試驗任務中有效運行,2006年9月成為第一家通過質量管理體系認證的航天發(fā)射場,有力推動了質量管控的標準化規(guī)范化制度化建設,實現了管理方式、管理水平與國際接軌;
該中心采用的特種燃料和氣體,具有劇毒、易爆、易燃的特性,為確保安全,他們投入大力的人力、物力,先后研制開發(fā)毒氣報警、氫報警及氮消防等系統(tǒng)并投入使用,最大限度地提高了人員與發(fā)射場區(qū)的安全性。場區(qū)的廢氣處理系統(tǒng),可以在半天內將火箭發(fā)射的廢氣全部處理完,極大節(jié)省了時間;以往火箭發(fā)射廢棄的近400噸燃料殘液靠污水處理系統(tǒng)凈化,處理周期需要1個多月,剛剛改造完畢的污水處理系統(tǒng)處理周期最快達到了15天。與此同時,一套信息化程度較高的管理安全信息系統(tǒng)也投入使用,為保障場區(qū)安全,打造了堅固的“防火墻”。
應急體系確保突發(fā)事件處置高效
為增強中心應對突發(fā)事件的處置能力,規(guī)范突發(fā)事件的預測預警、應急培訓、應急演練,中心在總結30多年來40多次航天發(fā)射經驗教訓的基礎上,建立起應對發(fā)射意外、恐怖襲擊和群體性事件、自然災害和事故災難、公共衛(wèi)生事故等各類突發(fā)事件的應急體系,成為中國三大衛(wèi)星發(fā)射場中建立起應急體系的第一家。按照這一體系要求,中心定期進行桌面推演與模擬演練,分層開展應急知識普及與專業(yè)應急培訓,逐步形成反應靈敏、應對科學、處置高效的應急機制,確保突發(fā)事件“有人管理、有序管理、科學管理、快速處置”,初步建立了整體聯動的突發(fā)事件應急機制。
為適應繞月探測工程建設要求,并著眼后續(xù)高密度發(fā)射任務需要,2號發(fā)射場先后進行了空調系統(tǒng)改造、2號發(fā)射塔大修、2號塔平臺液壓以及控制系統(tǒng)更新等25項項目改造。2007年3月,月球探測工程大總體決定將發(fā)射工位由2號調整至3號,西昌衛(wèi)星發(fā)射中心立即組織分析和研究,同時協調國防科工委探月中心、航科集團五院等單位,對兩個工位進行了實地考察、論證,在對3號發(fā)射塔進行適應性技術改造后,兩個發(fā)射塔架均具備確保探月工程 “首發(fā)成功”的能力。
“嫦娥”這樣完成升空準備
衛(wèi)星發(fā)射是一項復雜的系統(tǒng)工程,需要各系統(tǒng)密切配合、協同工作。從火箭、衛(wèi)星運抵發(fā)射場到發(fā)射升空,一般需要40天左右的時間,經過一系列復雜流程對星箭進行測試直至發(fā)射?紤]到探月工程是中國首次將航天器送入38萬公里的外太空,為確保成功,“嫦娥一號”衛(wèi)星的發(fā)射準備時間相對更長一些。
2007年8月19日,“嫦娥一號”衛(wèi)星運抵發(fā)射場區(qū),拉開了奔月序幕。
發(fā)射場區(qū)由技術區(qū)和發(fā)射區(qū)兩部分組成。
技術區(qū)包括火箭測試大廳、衛(wèi)星測試大廳和火箭探測廠房等設施。主要用于火箭、衛(wèi)星的裝配、測試。
火箭測試大廳、衛(wèi)星測試大廳裝有大功率空氣調節(jié)器和凈化器,可根據測試的需要隨意調節(jié)溫度、濕度。良好的測試環(huán)境和先進的技術設備可以同時對兩顆不同型號的火箭、衛(wèi)星進行裝配、測試。
“嫦娥一號”衛(wèi)星運到中心后,先在技術區(qū)進行嚴格的測試,確保星上設備與地面設備匹配,同時解決測試中出現的問題;經測試合格后,對衛(wèi)星實施推進劑加注,以滿足星上天后軌道、姿態(tài)控制和衛(wèi)星正常運行的動力需要。轉往發(fā)射區(qū)后,科研人員在星箭對接的區(qū)域形成大封閉環(huán)境,達到衛(wèi)星對溫度、濕度和空氣潔凈度的要求后,進行星箭對接。
長征三號甲火箭經鐵路運抵中心后,為確保箭上單元儀器可靠性,首先在技術區(qū)進行單元測試,經測試合格后轉往發(fā)射區(qū)進行起豎、吊裝、對接,并經過分系統(tǒng)匹配測試、四次總檢查,以檢驗箭上
設備與地面設備的匹配性,保障火箭無故障升空。
長征三號甲火箭、衛(wèi)星在發(fā)射區(qū)測試合格后,視天氣情況,再根據衛(wèi)星的入軌窗口,決定是否加注燃料,待命發(fā)射。
所謂發(fā)射窗口,是允許發(fā)射航天器的時間范圍。航天器的發(fā)射窗口根據航天任務和外界限制條件確定的。如果不在窗口時間進行發(fā)射,衛(wèi)星進行軌道調整必然會消耗大量推進劑,從而大大降低壽命。影響發(fā)射窗口的外界條件主要有天體運行軌道條件、航天器的軌道要求、航天器的工作條件要求、其它如發(fā)射方向、地面跟蹤測控和氣象等條件等。就航天任務來說,有三種發(fā)射窗口,一是年計窗口,它是指以指定的某一年內連續(xù)的月數表示,適用于星際探測任務;二是月計窗口。是以確定的某個月連續(xù)的天數表示,適用于行星和月球探測任務;三是日計窗口。是以某日內某時刻到另一時刻的形式表式,適用于各種航天器。
“嫦娥一號”衛(wèi)星發(fā)射,考慮到月球運行到與地球相對距離最短以及衛(wèi)星與月球交匯入軌的較佳時機,每月適宜發(fā)射的時間只有一次;由于光照、太陽入射角、測控條件限制,為增加發(fā)射成功率,每月適合發(fā)射的時間只有 3天,每次發(fā)射窗口為35分鐘。這樣衛(wèi)星的發(fā)射窗口較短,衛(wèi)星測試、發(fā)射周期相對較長。
為節(jié)省衛(wèi)星推進劑,加大衛(wèi)星入軌成功率,西昌衛(wèi)星發(fā)射中心科研人員自加砝碼,主動提出了“零窗口”的發(fā)射目標,即在預先計算好的發(fā)射時間,分秒不差地將火箭點火升空,不允許有任何延誤與變更。為確保這一目標的實現,中心氣象系統(tǒng)科研人員積極開展《西昌高空氣候研究》、《孟加拉灣云系與發(fā)射場區(qū)天氣關系研究》等課題攻關,提出了一系列實用、可靠的天氣預報指標和預報模式;對發(fā)射窗口雷電、降水和云量進行認真分析,并比對相關歷史資料,為“嫦娥一號”選準了最佳發(fā)射窗口。
加注燃料,是實施衛(wèi)星發(fā)射前的一項重要工作。首先加注的是一、二級火箭的常規(guī)推進劑,然后在射前7小時加注三級火箭液氫、液氧低溫推進劑。液氫、液氧屬于不可存儲推進劑,加注后,遇到特殊原因終止發(fā)射時,必須卸出,并對箭體進行吹除,才能重新組織加注。否則就會對箭體造成影響,引發(fā)其它問題的出現。即便是常規(guī)推進劑在箭體內的存放也不能超過一周。
在所有臨射前檢查結束后,如火箭、衛(wèi)星、地面設備工作正常,指揮員下達“點火”口令。
火箭點火起飛后,中心所屬的測量站對450秒以前的火箭主動飛行段實施跟蹤測量,將測量的數據進行處理并傳輸到西昌指控中心;鸺w行450秒以后的跟蹤測量任務則由渭南、南寧等測量站以及太平洋上的遠望號測量船來完成。(完)